Recherche de dose de phase I et étude de preuve de concept du panobinostat avec la dose standard de cytarabine et de daunorubicine pour la leucémie myéloïde aiguë non traitée ou le syndrome myélodysplasique avancé

Aux États-Unis, l'incidence de la leucémie myéloïde aiguë (LAM) est d'environ 3,5 cas pour 100 000 personnes par an. Environ 13 000 personnes ont reçu un diagnostic de LAM en 2009 et 9 000 en sont décédées, faisant de la LAM la 6e cause de décès par cancer. Au cours des trois dernières décennies, la survie à la LAM s'est améliorée chez les patients plus jeunes avec des taux de survie à 5 ans supérieurs à 60 % chez les adultes de moins de 45 ans, probablement en raison des améliorations de la chimiothérapie d'induction et de consolidation, de la greffe allogénique de cellules souches hématopoïétiques (GCSH) et soins de support. La thérapie post-rémission avec des schémas thérapeutiques à base de cytarabine à forte dose après induction à base de cytarabine et d'anthracycline a amélioré la survie sans maladie et globale au détriment d'une augmentation de la mortalité liée au traitement, limitant son utilisation chez de nombreux patients âgés et ceux présentant des comorbidités importantes. Bien que la GCSH allogénique reste la norme de soins pour les patients atteints de LAM à faible risque ou de maladie en rechute, l'âge avancé, les comorbidités et la disponibilité des donneurs excluent cette option pour un grand nombre de patients, ce qui fait de l'amélioration de la tolérance et de l'efficacité du traitement d'induction un objectif important.

Plus de la moitié des patients atteints de LAM nouvellement diagnostiqués ont plus de 65 ans et un tiers plus de 75 ans. Contrairement aux patients plus jeunes, le pronostic des patients âgés atteints de LAM reste sombre avec des taux de survie à cinq ans inférieurs à 10 % pour les patients de plus de 65 ans. Au cours des trente dernières années, le traitement d'induction par la cytarabine à dose standard associée à une anthracycline est resté la norme de soins pour les patients âgés atteints de LAM. Chez les personnes âgées, les taux de réponse complète à la chimiothérapie d'induction sont inférieurs à ceux des patients plus jeunes à 40 à 60 % avec une survie médiane approchant 12 mois. De nouvelles stratégies utilisant de nouveaux agents pour augmenter la sensibilité des précurseurs myéloïdes malins à la chimiothérapie d'induction standard peuvent améliorer les taux de réponse complète et de rechute sans augmenter la mortalité liée au traitement.

Syndromes myélodysplasiques (SMD)

Les syndromes myélodysplasiques sont des néoplasmes de cellules progénitrices hématopoïétiques caractérisés par une hématopoïèse inefficace et un risque accru de transformation en LAM. Cliniquement, les patients développent des symptômes liés à des cytopénies, généralement une anémie progressive avec ou sans thrombocytopénie ou neutropénie qui n'est pas liée à une cause réversible définie telle qu'une carence nutritionnelle. Histologiquement, le SMD est suggéré par la présence d'une dysplasie dans > 10 % des cellules d'une ou plusieurs lignées myéloïdes lors de l'évaluation de la moelle osseuse. Des anomalies cytogénétiques caractéristiques aident également à poser le diagnostic de SMD.

L'incidence du SMD aux États-Unis a été estimée à 3,4 cas pour 100 000 personnes par an, l'incidence étant multipliée par 10 chez les personnes de plus de 70 ans. Les facteurs de risque de développement du SMD comprennent l'âge avancé, le sexe masculin et une exposition antérieure à une chimiothérapie ou à une radiothérapie endommageant l'ADN, généralement pour le traitement d'autres tumeurs malignes. En tant que groupe, les patients atteints de SMD avancé et ceux atteints de SMD évoluant vers la LMA ont une maladie résistante au traitement avec de faibles taux de réponse et de courtes durées de réponse après le traitement d'induction.

Le système international de notation pronostique (IPSS) pour le SMD primaire attribue quatre catégories de risque de SMD (faible, INT-1, INT-2, élevé) en fonction du pourcentage de myéloblastes de la moelle osseuse, des anomalies cytogénétiques spécifiques et du nombre de cytopénies pour estimer la survie et le risque de transformation en LAM. Les patients atteints de SMD à faible risque et à risque INT-1 ont une survie médiane de 5,7 et 3,3 ans, respectivement, en l'absence de traitement. Les patients atteints de SMD avancé dans les groupes de risque IPSS INT-2 et Élevé s'en sortent beaucoup moins bien avec une survie médiane de 1,1 et 0,4 ans, respectivement. INT-2 et MDS à haut risque sont également associés à un risque plus élevé de transformation en LAM. De plus, les précurseurs hématopoïétiques de patients atteints de SMD avancé expriment plus fréquemment la glycoprotéine P, produit du gène de résistance multiple aux médicaments (MDR1), ce qui pourrait expliquer les faibles taux de réponse et la courte durée des réponses dans ce groupe après les thérapies d'induction conventionnelles. Un essai de phase III de l'inhibiteur de la glycoprotéine P valspodar en association avec la mitoxantrone, l'étoposide et la cytarabine dans la LAM récidivante ou réfractaire et le SMD à haut risque n'a pas montré d'amélioration des résultats avec l'inhibition de la glycoprotéine P. En tant que telles, de nouvelles stratégies thérapeutiques pour surmonter la résistance intrinsèque à la chimiothérapie observée dans les SMD avancés sont nécessaires pour améliorer la chimiothérapie d'induction en tant que thérapie primaire et comme passerelle vers la greffe allogénique de cellules hématopoïétiques.

Compte tenu de la survie relativement longue et du faible taux de progression vers la LAM observés chez les patients atteints d'une maladie à risque IPSS faible et INT-1, la greffe allogénique est généralement réservée à ceux qui échouent à une prise en charge conservatrice avec des agents stimulant l'érythropoïèse, le G-CSF, des agents hypométhylants tels que l'azacitidine ou décitabine, lénalidomide ou traitement immunosuppresseur. Pour les patients de 60 ans et moins atteints d'un SMD avancé (INT-2, élevé), la greffe allogénique de cellules hématopoïétiques est le traitement le plus approprié car elle prolonge l'espérance de vie. En raison de l'âge avancé et des comorbidités importantes, la greffe hématopoïétique allogénique n'est pas une modalité de traitement appropriée pour un grand nombre de patients atteints de SMD avancé. De plus, les donneurs de cellules souches ne sont pas disponibles pour tous les patients. Pour les patients atteints de SMD avancé, les agents hypométhylants ou l'inscription à des essais cliniques sont deux options de traitement appropriées compte tenu des mauvais résultats dans cette population de patients. Un essai randomisé ouvert de phase III comparant l'azacitidine à des régimes de soins conventionnels dans le SMD avancé a montré une survie globale supérieure pour les patients traités par l'azacitidine (24,5 contre 15,0 mois, HR 0,58 ; IC à 95 % 0,43-0,77). Bien que la décitabine ait une activité dans le SMD, il n'a pas été démontré à ce jour qu'elle prolonge la survie dans le SMD avancé. Dans une étude de phase III comparant la décitabine aux soins de support, la décitabine a montré un taux de réponse supérieur et a retardé le temps de développement de la LAM.

Anthracyclines dans le traitement de la LAM

Les agents de chimiothérapie à base d'anthracycline (daunorubicine, idarubicine, mitoxantrone) sont très actifs dans la LAM et constituent une partie essentielle du traitement d'induction initial chez les personnes aptes à une chimiothérapie intensive. La dose optimale d'anthracycline pour maximiser la réponse et la survie tout en préservant l'innocuité est encore en cours de détermination. Pour la daunorubicine, une étude randomisée de phase III menée auprès de jeunes patients âgés de 17 à 60 ans atteints de LAM a démontré que la dose standard de cytarabine 100 mg/m2 par jour pendant 7 jours en association avec la daunorubicine 90 mg/m2 par jour pendant 3 jours était supérieure à la daunorubicine 45 mg/m2/jour. m2 par jour pendant 3 jours avec des taux de rémission complète améliorés (70,6 % contre 57,3 %, p<0,001) et survie globale médiane (23,7 vs 15,7 mois, p=0,003). La toxicité n'était pas significativement différente entre les deux groupes. Une étude de phase III similaire chez des patients atteints de LAM âgés de 60 ans ou plus a comparé la daunorubicine 45 mg/m2 à 90 mg/m2 pendant 3 jours en association avec la cytarabine 200 mg/m2 par jour pendant 7 jours. Bien que le taux de rémission complète ait été plus élevé chez les patients recevant la dose de 90 mg/m2 de daunorubicine (64 % vs 54 %, p = 0,002), aucune différence n'a été observée en termes de survie. Notamment, les patients âgés de 60 à 65 ans recevant une dose plus élevée de daunorubicine présentaient des taux de rémission complète, de survie sans événement et de survie globale supérieurs. À ce jour, aucune comparaison directe de la daunorubicine à 60 mg/m2 versus 90 mg/m2 n'a été publiée.

Histone désacétylases et leurs inhibiteurs dans la LAM et le SMD

Les inhibiteurs d'HDAC ont montré une activité dans les essais de monothérapie de phase I pour la LAM et le SMD avancé. Un essai de phase I du panobinostat en monothérapie principalement dans la LAM a donné des réponses hématologiques transitoires avec une réduction du nombre de blastes sanguins périphériques chez 8 des 11 patients, ce qui correspond à l'activité in vitro documentée du médicament. Les principales toxicités comprenaient les nausées, la diarrhée, l'hypokaliémie, l'anorexie, la thrombocytopénie et l'allongement réversible de l'intervalle QTcF. Des réponses similaires avec de rares réponses complètes ont également été observées avec les inhibiteurs de l'HDAC romidepsine et MGCD0103 dans la LAM et le SMD.

Synergie entre les inhibiteurs d'HDAC et les anthracyclines

En tant que monothérapie, il est peu probable que les inhibiteurs d'HDAC aient un impact sur le traitement de la LAM et du SMD avancé, bien qu'il existe une justification biologique solide pour l'utilisation de ces agents dans les thérapies combinées. En inhibant la désacétylation des histones, les inhibiteurs d'HDAC génèrent une structure de chromatine plus ouverte plus sensible aux effets néfastes sur l'ADN des agents chimiothérapeutiques à base d'anthracycline, dans certains cas lorsqu'ils sont administrés 48 heures après l'inhibiteur d'HDAC. In vitro, les inhibiteurs d'HDAC potentialisent les effets cytotoxiques des anthracyclines dans les lignées cellulaires leucémiques. Le panobinostat, en particulier, agit en synergie avec l'anthracycline doxorubicine pour induire des dommages à l'ADN, augmenter l'acétylation des histones et activer la mort cellulaire programmée dans les lignées cellulaires AML et les cellules AML primaires. L'administration de l'anthracycline daunorubicine avec le panobinostat devrait être synergique in vivo et pourrait améliorer les taux de réponse complète et de rechute de la LAM.

Un séquençage approprié des inhibiteurs d'HDAC avec des anthracyclines sera probablement important pour le succès de ces combinaisons. Un prétraitement avec des inhibiteurs d'HDAC avant l'exposition à l'anthracycline peut également produire des effets synergiques en augmentant l'exposition de l'ADN nucléaire à l'anthracycline. Dans les cellules cancéreuses du sein MCF-7 en culture, le traitement avec le vorinostat, inhibiteur de l'HDAC, entraîne une décondensation de la chromatine qui est maximale après 48 heures de traitement avec l'inhibiteur de l'HDAC. Dans ce système, la co-administration de vorinostat et d'épirubicine n'a pas entraîné d'augmentation de l'apoptose, tandis qu'une pré-incubation de 48 heures avec le vorinostat a entraîné des augmentations synergiques de l'apoptose associées à une accumulation nucléaire accrue d'épirubicine et à une augmentation des dommages à l'ADN. Dans la LAM, les effets épigénétiques maximaux semblent également se produire environ 48 heures après l'exposition à l'inhibiteur d'HDAC.

Activité anticancéreuse des inhibiteurs du DAC

Les altérations de la structure des chromosomes jouent un rôle critique dans le contrôle de la transcription des gènes. Ces altérations épigénétiques comprennent la modification des histones et d'autres protéines par acétylation et/ou phosphorylation. Normalement, ces modifications sont finement équilibrées et hautement réversibles dans les tissus normaux, mais elles peuvent être déséquilibrées et héréditaires dans les cellules tumorales. Les inhibiteurs du DAC augmentent l'acétylation des histones, modulant ainsi l'expression d'un sous-ensemble de gènes de manière coordonnée. Plusieurs gènes suppresseurs de tumeurs associés au phénotype malin sont réprimés par des mécanismes épigénétiques dans les cancers sporadiques. Ainsi, une thérapie avec des inhibiteurs de DAC peut modifier le phénotype tumoral et inhiber la croissance de ces tumeurs.

Plusieurs caractéristiques du cancer sont régulées par l'acétylation/désacétylation :

• L'inhibition du DAC cible à la fois les protéines histones et non histones. Le ciblage de l'état d'acétylation des protéines non histones associées aux tumeurs qui interviennent dans la prolifération peut être le mécanisme antitumoral sous-jacent des inhibiteurs du DAC.
• Les protéines non histones régulées par acétylation comprennent l'α-tubuline, p53, HIF-1α et HSP90. Ces protéines sont des substrats des DAC.
• La capacité d'un agent unique à cibler plusieurs caractéristiques moléculaires des cellules tumorales peut entraîner une bonne efficacité contre une gamme de types de tumeurs différents.
• HSP90 est impliqué dans la stabilité et la dégradation des protéines ; l'inhibition de HSP90 affecte le renouvellement des protéines dans des maladies telles que le myélome multiple et les tumeurs malignes à cellules B.
• HIF-1α acétylé est dégradé et ne peut plus agir comme facteur de croissance tumorale. Les inhibiteurs du DAC de classe II ciblent l'histone désacétylase (HDAC ou DAC) 6, entraînant une augmentation de l'acétylation de HIF-1α et une diminution du facteur de croissance de l'endothélium vasculaire (VEGF), inhibant ainsi l'angiogenèse.
• L'acétylation et l'ubiquitylation se produisent souvent sur le même résidu de lysine, mais ces processus ne peuvent pas se produire simultanément. L'acétylation permet une stabilité accrue et l'ubiquitylation conduit à la dégradation des protéines. Par conséquent, les DAC diminuent la demi-vie d'une protéine en exposant le résidu lysine pour l'ubiquitylation.

Panobinostat (LBH589)

Le panobinostat (LBH589) est un inhibiteur de la désacétylase (DACi) appartenant à une nouvelle classe de composés d'acide cinnamique hydroxamique structurellement nouveau. Il s'agit d'un puissant inhibiteur pan-DAC de classe I/II (pan-DACi) qui a montré une activité anti-tumorale dans des modèles précliniques et des patients atteints de cancer. Les désacétylases (DAC) ciblent les groupes lysine sur la chromatine et les facteurs de transcription et diverses protéines non histones telles que p53, tubuline, HSP90 et Rb. Panobinostat se présente sous la forme d'une gélule orale et d'une solution pour injection intraveineuse (i.v.). L'oral et l'i.v. Les formulations sont actuellement étudiées dans des études de phase I et de phase II en cours sur les tumeurs solides avancées et les hémopathies malignes.

L'inhibition du DAC fournit une nouvelle approche pour le traitement du cancer. Les histones font partie des protéines centrales des nucléosomes, et l'acétylation et la désacétylation de ces protéines jouent un rôle dans la régulation de l'expression des gènes. Les histones désacétylées hautement chargées se lient étroitement au squelette phosphate de l'ADN, inhibant la transcription, vraisemblablement, en limitant l'accès des facteurs de transcription et des ARN polymérases à l'ADN. L'acétylation neutralise la charge des histones et génère une conformation d'ADN plus ouverte. Cette conformation permet aux facteurs de transcription et aux appareils de transcription associés d'accéder à l'ADN, favorisant l'expression des gènes correspondants. Les activités opposées de deux groupes d'enzymes, l'histone acétyltransférase (HAT) et le DAC contrôlent la quantité d'acétylation. Dans les cellules normales, un équilibre existe entre l'activité HAT et DAC qui conduit à des modèles d'expression génique spécifiques aux cellules. La perturbation de l'équilibre produit des changements dans l'expression des gènes.

Plusieurs sources de données suggèrent que le recrutement aberrant de DAC et la modification résultante de la structure de la chromatine peuvent jouer un rôle dans la modification de l'expression génique observée dans les cellules transformées. Par exemple, le silence des gènes suppresseurs de tumeurs au niveau de la chromatine est courant dans les tumeurs humaines et les complexes DAC se sont révélés cruciaux pour l'activité des protéines de fusion spécifiques à la LAM PLZF-RAR-α, PML-RAR-α et LAM1/ETO. Il a été démontré que les inhibiteurs du DAC (DACi) induisent la différenciation, l'arrêt du cycle cellulaire ou l'apoptose dans les cellules tumorales cultivées et inhibent la croissance des tumeurs dans les modèles animaux. De plus, il a été démontré que DACi induisait l'expression de p21, un médiateur clé de l'arrêt du cycle cellulaire en phase G1 et de la différenciation cellulaire.

L'inhibition de la croissance tumorale et l'apoptose en réponse au traitement au DACi peuvent également être médiées par des modifications de l'acétylation des protéines non histones (par exemple, HSP90, p53, HIF-1α, α-tubuline). Par exemple, il a été démontré que la protéine chaperonne HSP90 est acétylée dans les cellules traitées avec DACi. L'acétylation de HSP90 inhibe sa capacité à se lier aux protéines clientes nouvellement synthétisées, empêchant ainsi le repliement et le fonctionnement appropriés des protéines clientes. En l'absence de fonction HSP90, les protéines mal repliées sont ciblées pour la dégradation dans le protéasome. De nombreuses protéines nécessitant une association HSP90 sont essentielles à la croissance des cellules cancéreuses, notamment ErbB1, ErbB2, AKT, Raf, KDR et BCR-ABL. L'acétylation de HSP90 dans les cellules traitées avec DACi inhibe la fonction de chaperon de HSP90, entraînant la dégradation des protéines clientes et la mort cellulaire éventuelle.

L'utilité clinique potentielle de l'utilisation du DACi dans le traitement du cancer a d'abord été suggérée par l'activité du DACi, le phénylbutyrate de sodium, contre la leucémie promyélocytaire aiguë (APL). Une patiente adolescente atteinte d'APL en rechute, qui ne répondait plus à l'acide trans-rétinoïque (ATRA) seul, a obtenu une rémission clinique complète après un traitement avec une combinaison d'ATRA et de phénylbutyrate de sodium DACi.